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JPH0954977A - Optical head device - Google Patents

Optical head device

Info

Publication number
JPH0954977A
JPH0954977A JP7208026A JP20802695A JPH0954977A JP H0954977 A JPH0954977 A JP H0954977A JP 7208026 A JP7208026 A JP 7208026A JP 20802695 A JP20802695 A JP 20802695A JP H0954977 A JPH0954977 A JP H0954977A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
wavelength
optical
head device
objective lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7208026A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2713257B2 (en
Inventor
Ryuichi Katayama
龍一 片山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP7208026A priority Critical patent/JP2713257B2/en
Priority to EP96109087A priority patent/EP0747893B1/en
Priority to EP01106424A priority patent/EP1109164B1/en
Priority to US08/658,373 priority patent/US5696750A/en
Priority to DE69635559T priority patent/DE69635559T2/en
Priority to DE69627752T priority patent/DE69627752T2/en
Publication of JPH0954977A publication Critical patent/JPH0954977A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2713257B2 publication Critical patent/JP2713257B2/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reproduce two kinds of optical recording media in which optimum wavelengthes of semiconductor lasers for reproducings and numerical aperrtures of objective lenses are different. SOLUTION: In an optical system in which a first light having a first wavelength from a module 11 and a second light having a second wavelength from a module 12 are multiplexed in a wavelength filter 13 to be condensed on a disk 17 by a collimator lens 14 and an objective lens 16 and then they are reflected, a numerical aperture limiting element 15 is provided in between the collimator lens 14 and the objective lens 16. The numerical aperture limiting element 15 allows an incident light to be totally transmitted with respect to the first light having the first wavelength from the module 11 and allows only the center part of the cross section of the luminous flux of an incident light to be transmitted with respect to the second light having the second wavelength from the mudule 12. Consequently, the effective numerical apertures of the objective lens 16 are made different in correspondence with two wavelengths.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ヘッド装置に係
り、特に二種類の異なる光記録媒体に対し記録や再生を
行うための光ヘッド装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head device, and more particularly to an optical head device for recording and reproducing on two different types of optical recording media.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンパクトディスクに比べて大容
量なディジタルビデオディスクの規格化が進められてい
る。図18はこのディジタルビデオディスクやコンパク
トディスクの再生に用いられる従来の光ヘッド装置の一
例の構成図を示す。同図において、半導体レーザ190
からの出射光はハーフミラー191に入射し、ここで約
半分が反射され、その反射光は更にコリメータレンズ1
4で平行光化された後、対物レンズ16でディスク17
上に集光されてスポットを形成後反射される。
2. Description of the Related Art In recent years, standardization of digital video discs having a larger capacity than compact discs has been promoted. FIG. 18 is a block diagram showing an example of a conventional optical head device used for reproducing the digital video disc and the compact disc. In the figure, a semiconductor laser 190
The light emitted from is incident on the half mirror 191, where about half is reflected, and the reflected light is further reflected by the collimator lens 1.
After being collimated by 4, the objective lens 16 is used for the disc 17
The light is condensed on the upper side to form a spot and then reflected.

【0003】ディスク17からの反射光は対物レンズ1
6、コリメータレンズ14を光入射時と逆向きに透過し
てハーフミラー191に入射し、ここで約半分が透過
し、その透過光が更に凹レンズ192を介して光検出器
193に照射されて受光される。光検出器193は4分
割受光部を有し、フォーカス誤差信号をハーフミラー1
91で生じる非点収差を用いた非点収差法により検出
し、トラック誤差信号をプッシュプル法により検出す
る。また、再生信号は光検出器193の4分割受光部の
それぞれの出力信号の和から検出される。
The reflected light from the disk 17 is the objective lens 1
6. The light is transmitted through the collimator lens 14 in the opposite direction to the light incident direction and is incident on the half mirror 191. About half of the light is transmitted here, and the transmitted light is further irradiated to the photodetector 193 via the concave lens 192 and received. To be done. The photodetector 193 has a four-divided light receiving section and outputs a focus error signal to the half mirror 1.
The astigmatism method using the astigmatism generated at 91 is detected, and the track error signal is detected by the push-pull method. Further, the reproduction signal is detected from the sum of the output signals of the four-division light receiving section of the photodetector 193.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】大容量のディジタルビ
デオディスクを再生するには、狭小なトラックピッチに
対応してディスク面上の集光スポットの径を小さくする
必要がある。集光スポットの径は対物レンズ16の開口
数に反比例し、光の波長に比例するため、対物レンズ1
6の開口数を0.52〜0.6程度と高くし、半導体レ
ーザ190の出射光の波長は635nm〜655nm程
度と短くしなければならない。
In order to reproduce a large-capacity digital video disc, it is necessary to reduce the diameter of the focused spot on the disc surface corresponding to the narrow track pitch. Since the diameter of the focused spot is inversely proportional to the numerical aperture of the objective lens 16 and proportional to the wavelength of light, the objective lens 1
The numerical aperture of 6 must be increased to about 0.52 to 0.6, and the wavelength of the emitted light of the semiconductor laser 190 must be shortened to about 635 nm to 655 nm.

【0005】一方、コンパクトディスクを再生するに
は、コンパクトディスクはディスクの傾きに対する規格
が緩く、ディスクの傾きに伴うコマ収差の発生を抑制す
る必要から、対物レンズ16の開口数は0.45程度と
低くしなければならない。また、コンパクトディスクの
一種であり記録媒体として有機色素を用いた追記型コン
パクトディスク(CD−R)を再生するには、追記型コ
ンパクトディスクは波長785nm付近の入射光に対し
てのみ70%以上の高い反射率が得られるように設計さ
れていることから、半導体レーザ190の出射光の波長
は785nm程度でなければならない。
On the other hand, in order to reproduce a compact disc, the compact disc has a loose standard with respect to the disc tilt and it is necessary to suppress the occurrence of coma aberration due to the disc tilt. Therefore, the numerical aperture of the objective lens 16 is about 0.45. And have to lower it. Further, in order to reproduce a write-once compact disc (CD-R) which is a kind of compact disc and which uses an organic dye as a recording medium, the write-once compact disc is 70% or more only for incident light near a wavelength of 785 nm. The wavelength of the emitted light of the semiconductor laser 190 must be about 785 nm because it is designed to obtain a high reflectance.

【0006】このように、ディジタルビデオディスクと
追記型を含むコンパクトディスクという二種類の光記録
媒体は、それぞれを再生するための最適な半導体レーザ
の波長と対物レンズの開口数が異なるため、図18に示
す従来の光ヘッド装置では、二種類の光記録媒体を再生
することは不可能である。
As described above, the two types of optical recording media, that is, the digital video disc and the compact disc including the write-once type, differ in the optimum wavelength of the semiconductor laser for reproducing each and the numerical aperture of the objective lens. It is impossible for the conventional optical head device shown in (1) to reproduce two types of optical recording media.

【0007】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
ディジタルビデオディスクと追記型を含むコンパクトデ
ィスク等の二種類の光記録媒体を再生することが可能な
光へッド装置を提供することを目的とする。
[0007] The present invention has been made in view of the above points,
An object of the present invention is to provide an optical head device capable of reproducing two types of optical recording media such as a digital video disc and a compact disc including a write-once type.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は第1の波長の第1の光を出射する第1の光
源と、第1の波長とは異なる第2の波長の第2の光を出
射する第2の光源と、第1の光源からの第1の光と第2
の光源からの第2の光とを合波して光記録媒体に導く一
方、光記録媒体からの反射光を分波する光合波・分波手
段と、光合波・分波手段により合波された光を光記録媒
体に集光した後光記録媒体上で反射させ、反射光は透過
させる対物レンズと、光合波・分波手段と対物レンズと
の間に設けられ、第1の波長の入射光はすべて透過し、
第2の波長の入射光は光束断面の中心部分のみ透過させ
る開口制限素子と、光合波・分波手段により分波された
第1の波長の反射光を受光する第1の光検出光学系と、
光合波・分波手段により分波された第2の波長の反射光
を受光する第2の光検出光学系とを有する構成としたも
のである。
To achieve the above object, the present invention provides a first light source for emitting a first light of a first wavelength and a second light source of a second wavelength different from the first wavelength. A second light source for emitting a second light, a first light from the first light source and a second light source
Second light from the light source is guided to the optical recording medium, while it is multiplexed by the optical multiplexing / demultiplexing means and the optical multiplexing / demultiplexing means for demultiplexing the reflected light from the optical recording medium. Is provided between the objective lens that reflects the reflected light on the optical recording medium after condensing the collected light on the optical recording medium and transmits the reflected light, and the optical multiplexing / demultiplexing means and the objective lens. All the light is transmitted,
An aperture limiting element that transmits only the central portion of the cross section of the light flux of the incident light of the second wavelength, and a first photodetection optical system that receives the reflected light of the first wavelength that is demultiplexed by the optical multiplexing / demultiplexing means. ,
The second optical detection optical system receives the reflected light of the second wavelength that is demultiplexed by the optical multiplexing / demultiplexing means.

【0009】また、本発明における開口制限素子は、基
板上の対物レンズの有効直径よりも小なる直径の円形領
域の外側にのみ設けられた波長フィルタ膜と、波長フィ
ルタ膜上に設けられた位相補償膜とからなり、円形領域
の外側では第1の波長の第1の光はほぼ完全に透過さ
せ、第2の波長の第2の光はほぼ完全に反射させ、円形
領域内に入射した光は第1及び第2の光ともに完全に透
過させる構成であることを特徴とする。
Further, the aperture limiting element in the present invention includes a wavelength filter film provided only outside a circular region having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens on the substrate, and a phase filter provided on the wavelength filter film. The first light of the first wavelength is almost completely transmitted outside the circular region, the second light of the second wavelength is almost completely reflected outside the circular region, and the light incident on the circular region is formed. Is characterized in that the first and second lights are completely transmitted.

【0010】更に、本発明における開口制限素子は、対
物レンズの有効直径よりも小なる直径の円形領域の外側
にのみ基板上に形成された回折格子からなり、回折格子
は第1の波長の第1の光は完全に透過させ、第2の波長
の第2の光は殆ど回折させ、円形領域内に入射した光は
第1及び第2の光ともに完全に透過させる構成であるこ
とを特徴とする。
Further, the aperture limiting element in the present invention comprises a diffraction grating formed on the substrate only outside the circular region having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens, and the diffraction grating has the first wavelength of the first wavelength. The first light is completely transmitted, the second light of the second wavelength is almost diffracted, and the light incident on the circular region is completely transmitted by both the first and second lights. To do.

【0011】また、更に本発明における開口制限素子
は、第1の基板上に回折格子と波長フィルタ膜、第2の
基板上に位相補償膜がそれぞれ対物レンズの有効直径よ
りも小なる直径の円形領域の外側にのみ順次に積層形成
され、第2の基板と波長フィルタ膜との間は接着剤で充
填され、円形領域の外側においては第1の波長の第1の
光は完全に透過させ、第2の波長の第2の光は完全に反
射回折させ、円形領域内に入射した光は第1及び第2の
光ともに完全に透過させる構成であることを特徴とす
る。
Further, in the aperture limiting element according to the present invention, the diffraction grating and the wavelength filter film are formed on the first substrate, and the phase compensation film is formed on the second substrate in a circular shape having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens. It is sequentially laminated only on the outside of the region, the space between the second substrate and the wavelength filter film is filled with an adhesive, and the first light of the first wavelength is completely transmitted outside the circular region, It is characterized in that the second light of the second wavelength is completely reflected and diffracted, and the light incident on the circular region is completely transmitted by both the first and second lights.

【0012】本発明の光ヘッド装置は、第1の光源から
の第1の光と第2の光源からの第2の光とを合波して光
記録媒体に導く一方、光記録媒体からの反射光を分波す
る光合波・分波手段と対物レンズとの間に開口制限素子
を設け、この開口制限素子により第1の光源からの第1
の波長の第1の光に対しては入射光をすべて透過させ
て、第2の光源からの第2の波長の第2の光に対しては
入射光の光束断面の中心部分のみを透過させるようにし
たため、第1の光に対しては対物レンズの有効直径と対
物レンズの焦点距離により定まる実効的な開口数で対物
レンズを使用でき、第2の光に対しては開口制限素子を
透過する光束断面の直径と対物レンズの焦点距離により
定まる実効的な開口数で対物レンズを使用できる。
The optical head device according to the present invention combines the first light from the first light source and the second light from the second light source and guides them to the optical recording medium, while An aperture limiting element is provided between the optical multiplexing / demultiplexing means for splitting the reflected light and the objective lens.
All of the incident light is transmitted with respect to the first light of the wavelength, and only the central portion of the cross section of the incident light is transmitted with respect to the second light of the second wavelength from the second light source. As a result, the objective lens can be used for the first light with an effective numerical aperture determined by the effective diameter of the objective lens and the focal length of the objective lens, and the second light can pass through the aperture limiting element. The objective lens can be used with an effective numerical aperture determined by the diameter of the cross section of the luminous flux and the focal length of the objective lens.

【0013】すなわち、本発明では、2つの波長に対応
して対物レンズの実効的な開口数が異なるようにしたた
め、二種類の光記録媒体の各々に対して最適な波長と対
物レンズの開口数を選択することができる。
That is, in the present invention, since the effective numerical aperture of the objective lens is made to correspond to the two wavelengths, the optimum wavelength and the numerical aperture of the objective lens for each of the two types of optical recording media are set. Can be selected.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明になる光ヘッ
ド装置の第1の実施の形態の構成図を示す。同図中、モ
ジュール11及びモジュール12には、半導体レーザ
と、ディスク17からの反射光を受光する検出光学系が
内蔵されている。モジュール11内の半導体レーザの波
長は635nm、モジュール12内の半導体レーザの波
長は785nmである。波長フィルタ13は波長635
nmの光をほぼ完全に透過させ、波長785nmの光を
ほぼ完全に反射させる働きをする。従って、モジュール
11内の半導体レーザからの出射光は波長フィルタ13
をほぼ損失なく透過し、モジュール12内の半導体レー
ザからの出射光は波長フィルタ13でほぼ損失なく反射
される。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of a first embodiment of an optical head device according to the present invention. In the figure, the module 11 and the module 12 are equipped with a semiconductor laser and a detection optical system for receiving the reflected light from the disk 17. The wavelength of the semiconductor laser in the module 11 is 635 nm, and the wavelength of the semiconductor laser in the module 12 is 785 nm. The wavelength filter 13 has a wavelength of 635
nm light is almost completely transmitted, and light having a wavelength of 785 nm is almost completely reflected. Therefore, the light emitted from the semiconductor laser in the module 11 is emitted by the wavelength filter 13
Of light emitted from the semiconductor laser in the module 12 is reflected by the wavelength filter 13 with almost no loss.

【0015】波長フィルタ13をほぼ損失なく透過した
モジュール11内の半導体レーザからの出射光は、コリ
メータレンズ14で平行光化され、後述する構成の開口
制限素子15をすべて透過した後、対物レンズ16でデ
ィスク17上に集光されスポットを形成後反射される。
ディスク17からの反射光は対物レンズ16、開口制限
素子15、コリメータレンズ14を逆向きに透過し、波
長フィルタ13を透過したのち、モジュール11内の検
出光学系で受光される。
The light emitted from the semiconductor laser in the module 11 which has passed through the wavelength filter 13 with almost no loss is collimated by the collimator lens 14, and after passing through the aperture limiting element 15 having a structure described later, the objective lens 16 is formed. Is focused on the disk 17 to form a spot and then reflected.
The reflected light from the disk 17 passes through the objective lens 16, the aperture limiting element 15, and the collimator lens 14 in the opposite direction, passes through the wavelength filter 13, and then is received by the detection optical system in the module 11.

【0016】一方、波長フィルタ13によりほぼ損失な
く反射されたモジュール12内の半導体レーザからの出
射光は、コリメータレンズ14で平行光化され、光束断
面の中心部分のみが開口制限素子15を透過した後、対
物レンズ16でディスク17上に集光されスポットを形
成後反射される。ディスク17からの反射光は対物レン
ズ16、開口制限素子15、コリメータレンズ14を逆
向きに透過し、波長フィルタ13で反射された後、モジ
ュール12内の検出光学系で受光される。開口制限素子
15と対物レンズ16は、アクチュエータで一体駆動さ
れる。
On the other hand, the light emitted from the semiconductor laser in the module 12 which is reflected by the wavelength filter 13 with almost no loss is collimated by the collimator lens 14 and only the central portion of the cross section of the light flux passes through the aperture limiting element 15. After that, the light is focused on the disk 17 by the objective lens 16, forms a spot, and is reflected. The reflected light from the disk 17 passes through the objective lens 16, the aperture limiting element 15, and the collimator lens 14 in the opposite direction, is reflected by the wavelength filter 13, and then is received by the detection optical system in the module 12. The aperture limiting element 15 and the objective lens 16 are integrally driven by an actuator.

【0017】図2(a)は図1の開口制限素子15の平
面図、図2(b)は同図(a)のII−II線に沿う断
面図を示す。同図(a)及び(b)に示すように、開口
制限素子15は概略平面が矩形の形状で、光に対して透
明な例えばガラス基板21上に波長フィルタ膜22及び
位相補償膜23が積層された構造の板の中心部に、円形
溝20が形成された構成である。この円形溝20の直径
2bは、対物レンズ16の有効径2aよりも小さい値で
ある。
FIG. 2A is a plan view of the aperture limiting element 15 of FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view taken along line II-II of FIG. As shown in FIGS. 3A and 3B, the aperture limiting element 15 has a substantially flat rectangular shape and a wavelength filter film 22 and a phase compensation film 23 are laminated on a glass substrate 21, which is transparent to light. The circular groove 20 is formed in the center of the plate having the above structure. The diameter 2b of the circular groove 20 is smaller than the effective diameter 2a of the objective lens 16.

【0018】波長フィルタ膜22は、波長635nmの
光をほぼ完全に透過させ、波長785nmの光をほぼ完
全に反射させる働きをする。また、位相補償膜23は、
波長635nmに対し、波長フィルタ膜22および位相
補償膜23を通る光と空気中を通る光の位相差を2π
[rad.]に調整する働きをする。すなわち、開口制
限素子15は直径2bの円形溝20以外の部分では、波
長635nmの光を完全に透過させ、波長785nmの
光を完全に反射させ、直径2bの円形溝20内では、波
長635nm、785nmの光とも完全に透過させる。
The wavelength filter film 22 functions to almost completely transmit light having a wavelength of 635 nm and almost completely reflect light having a wavelength of 785 nm. Further, the phase compensation film 23 is
For the wavelength of 635 nm, the phase difference between the light passing through the wavelength filter film 22 and the phase compensation film 23 and the light passing through the air is 2π.
[Rad. ] To adjust. That is, the aperture limiting element 15 completely transmits light having a wavelength of 635 nm and completely reflects light having a wavelength of 785 nm in portions other than the circular groove 20 having a diameter of 2b, and has a wavelength of 635 nm in the circular groove 20 having a diameter of 2b. It also completely transmits light of 785 nm.

【0019】波長フィルタ膜22は、例えばガラス基板
21上に高屈折率層と低屈折率層が交互に奇数層堆積さ
れた構成である。上記の波長選択特性をもたせるために
は、高屈折率層と低屈折率層の屈折率がn1、n2、厚さ
がd1、d2のとき、n1・d1=n2・d2=λ/4(λ=
785[nm])とすればよい。高屈折率層としてTi
2、低屈折率層としてSiO2を用いると、n1=2.
30、n2=1.46であるから、前記式からd1=85
[nm]、d2=134[nm]となる。一方、位相補
償膜23は、例えば波長フィルタ膜22上にSiO2
堆積させることにより作製できる。
The wavelength filter film 22 has a structure in which, for example, an odd number of high refractive index layers and low refractive index layers are alternately deposited on the glass substrate 21. In order to provide the above wavelength selection characteristics, when the high refractive index layer and the low refractive index layer have refractive indices n 1 and n 2 and thicknesses d 1 and d 2 , n 1 · d 1 = n 2 · d 2 = λ / 4 (λ =
785 [nm]). Ti as high refractive index layer
If O 2 and SiO 2 are used as the low refractive index layer, n 1 = 2.
Since 30 and n 2 = 1.46, d 1 = 85 from the above formula.
[Nm] and d 2 = 134 [nm]. On the other hand, the phase compensation film 23 can be produced by depositing SiO 2 on the wavelength filter film 22, for example.

【0020】本発明の光ヘッド装置の第2の実施の形態
は、図1の構成図中、図2に示した開口制限素子15を
図3に示す開口制限素子25で置き換えた構成である。
図3(a)は第2の実施の形態で用いる開口制限素子2
5の平面図、図3(b)は同図(a)のIII−III
線に沿う断面図を示す。図3(a)及び(b)に示すよ
うに、開口制限素子25は概略平面が矩形の形状で、光
に対して透明な例えばガラス基板28上に回折格子29
が形成された構造の板の中心部に、円形溝27が形成さ
れた構成である。この円形溝27の直径2bは、対物レ
ンズ16の有効径2aよりも小さい値である。
The second embodiment of the optical head device of the present invention has a configuration in which the aperture limiting element 15 shown in FIG. 2 is replaced by the aperture limiting element 25 shown in FIG. 3 in the configuration diagram of FIG.
FIG. 3A shows the aperture limiting element 2 used in the second embodiment.
5 is a plan view of FIG. 5, and FIG. 3 (b) is III-III of FIG.
FIG. 3 shows a sectional view along the line. As shown in FIGS. 3A and 3B, the aperture limiting element 25 has a rectangular plane and a diffraction grating 29 on a glass substrate 28 that is transparent to light.
The circular groove 27 is formed at the center of the plate having the structure. The diameter 2b of the circular groove 27 is smaller than the effective diameter 2a of the objective lens 16.

【0021】回折格子29は、ガラス基板28上へのS
iO2の堆積、ガラス基板28のエッチング、ガラスま
たはプラスチックの一体成形等により作製される。回折
格子29の厚さをh、屈折率をn、入射光の波長をλと
すると、透過率はcos2(φ/2)(但しφ=2π
(n−1)h/λ)で与えられる。従って、例えば回折
格子29の厚さhを4.14μm、屈折率nを1.46
とすると、入射光の波長λが635nmのときはφ=6
πであるから透過率は100%、λが785nmのとき
はφ=4.85πであるから透過率は5.4%である。
The diffraction grating 29 is an S on the glass substrate 28.
It is manufactured by deposition of iO 2 , etching of the glass substrate 28, integral molding of glass or plastic, and the like. When the thickness of the diffraction grating 29 is h, the refractive index is n, and the wavelength of incident light is λ, the transmittance is cos 2 (φ / 2) (where φ = 2π
(N-1) h / λ). Therefore, for example, the thickness h of the diffraction grating 29 is 4.14 μm, and the refractive index n is 1.46.
Then, when the wavelength λ of the incident light is 635 nm, φ = 6
Since it is π, the transmittance is 100%, and when λ is 785 nm, φ = 4.85π, and therefore the transmittance is 5.4%.

【0022】すなわち、開口制限素子25は円形溝27
の周囲の部分(円形溝27以外の部分)では、波長63
5nmの光を完全に透過させ、波長785nmの光は殆
んど回折させ、直径2bの円形溝27内では、波長63
5nm、785nmの光とも完全に透過させる。回折格
子29のパターンは、直線状でなく同心円状等の他の形
状でも構わない。
That is, the aperture limiting element 25 has a circular groove 27.
In the peripheral portion (portion other than the circular groove 27), the wavelength 63
The light of 5 nm is completely transmitted, and the light of 785 nm wavelength is almost diffracted.
The light of 5 nm and 785 nm is completely transmitted. The pattern of the diffraction grating 29 may have another shape such as a concentric shape instead of a straight shape.

【0023】本発明の光ヘッド装置の第3の実施の形態
は、図1の構成図中、図2に示した開口制限素子15を
図4に示す開口制限素子31で置き換えた構成である。
図4(a)は第3の実施の形態で用いる開口制限素子3
1の平面図、図4(b)は同図(a)のIV−IV線に
沿う断面図を示す。
The third embodiment of the optical head device of the present invention has a configuration in which the aperture limiting element 15 shown in FIG. 2 is replaced by the aperture limiting element 31 shown in FIG. 4 in the configuration diagram of FIG.
FIG. 4A shows the aperture limiting element 3 used in the third embodiment.
1 is a plan view, and FIG. 4B is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG.

【0024】図4(a)及び(b)に示すように、開口
制限素子31は概略平面が矩形の形状で、光に対して透
明な例えばガラス基板34上に、回折格子35、波長フ
ィルタ膜36、ガラス基板38及び位相補償膜39が積
層された構造の板の中心部で、かつ、位相補償膜39
に、円形溝33が形成された構成である。この円形溝3
3の直径2bは、対物レンズ16の有効径2aよりも小
さい値である。なお、回折格子35及び波長フィルタ膜
36には中央部に直径2bの中心孔が設けられている。
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the aperture limiting element 31 has a substantially flat rectangular shape, and a diffraction grating 35 and a wavelength filter film are formed on a glass substrate 34 which is transparent to light. 36, the glass substrate 38, and the phase compensation film 39 at the center of the plate having a structure in which the phase compensation film 39 is laminated.
In addition, the circular groove 33 is formed. This circular groove 3
The diameter 2b of 3 is smaller than the effective diameter 2a of the objective lens 16. The diffraction grating 35 and the wavelength filter film 36 are provided with a central hole having a diameter of 2b at the center.

【0025】位相補償膜39はガラス基板38上に形成
されており、波長フィルタ膜36とガラス基板38の間
は接着剤37で充填されている。波長フィルタ膜36
は、波長635nmの光をほぼ完全に透過させ、波長7
85nmの光をほぼ完全に反射させる特性を有する。ま
た、位相補償膜39は、波長635nmに対し、回折格
子35、波長フィルタ膜36および位相補償膜39を通
る光と接着剤37および空気中を通る光の位相差を2π
[rad.]に調整する働きをする。
The phase compensation film 39 is formed on the glass substrate 38, and the space between the wavelength filter film 36 and the glass substrate 38 is filled with an adhesive 37. Wavelength filter film 36
Transmits almost completely the light of wavelength 635 nm,
It has the property of almost completely reflecting the light of 85 nm. Further, the phase compensation film 39 has a phase difference of 2π between the light passing through the diffraction grating 35, the wavelength filter film 36, and the phase compensation film 39 and the light passing through the adhesive 37 and the air for a wavelength of 635 nm.
[Rad. ] To adjust.

【0026】回折格子35は、ガラス基板34上へのS
iO2の堆積、ガラス基板34のエッチング、ガラスま
たはプラスチックの一体成形等により作製される。波長
フィルタ膜36の透過光に対しては回折格子として働か
ず、波長フィルタ膜36の反射光に対しては、回折格子
35の厚さをh、屈折率をn、入射光の波長をλとする
と、反射率はcos2(φ/2)(但しφ=4πnh/
λ)で与えられる。例えばh=134nm、n=1.4
6のとき、λ=785nmに対してはφ=πであるから
反射率は0%となる。
The diffraction grating 35 is formed on the glass substrate 34 by S
deposition of iO 2, the etching of the glass substrate 34 is manufactured by integrally molding a glass or plastic. It does not act as a diffraction grating for the transmitted light of the wavelength filter film 36, and for the reflected light of the wavelength filter film 36, the thickness of the diffraction grating 35 is h, the refractive index is n, and the wavelength of the incident light is λ. Then, the reflectance is cos 2 (φ / 2) (where φ = 4πnh /
λ). For example, h = 134 nm, n = 1.4
In the case of 6, since Φ = π for λ = 785 nm, the reflectance is 0%.

【0027】すなわち、開口制限素子31は直径2bの
円形溝33の周囲の部分(円形溝33以外の部分)で
は、波長635nmの光を完全に透過させ、波長785
nmの光は完全に反射回折させ、直径2bの円形溝33
内では、波長635nm、785nmの光とも完全に透
過させる。
That is, in the aperture limiting element 31, the portion around the circular groove 33 having the diameter 2b (the portion other than the circular groove 33) completely transmits the light having the wavelength of 635 nm and the wavelength 785.
The light of nm is completely reflected and diffracted, and the circular groove 33 having a diameter of 2b is used.
Inside, light of wavelengths 635 nm and 785 nm is completely transmitted.

【0028】波長フィルタ膜36は、例えば回折格子3
5上に高屈折率層と低屈折率層を交互に奇数層堆積させ
ることにより作製できる。上記の働きをさせるには、高
屈折率層と低屈折率層の屈折率がn1、n2、厚さが
1 、d2のとき、n1・d1=n2・d2=λ/4(λ=7
85[nm])とすればよい。高屈折率層としてTiO
2、低屈折率層としてSiO2を用いると、n1=2.3
0、n2=1.46であるからd1=85[nm]、d2
=134[nm]となる。
The wavelength filter film 36 is, for example, the diffraction grating 3
5 can be produced by alternately depositing a high-refractive index layer and a low-refractive index layer on top of No. 5. In order to make the above function work, the refractive indices of the high refractive index layer and the low refractive index layer are n 1 , n 2 and the thickness is
When 1 and d 2 , n 1 · d 1 = n 2 · d 2 = λ / 4 (λ = 7
85 [nm]). TiO as a high refractive index layer
2 , using SiO 2 as the low refractive index layer, n 1 = 2.3
Since 0 and n 2 = 1.46, d 1 = 85 [nm], d 2
= 134 [nm].

【0029】一方、位相補償膜39は、例えばガラス基
板38上にSiO2を堆積させることにより作製でき
る。接着剤37には、回折格子35と屈折率がほぼ同じ
材料を用いる。また、回折格子35のパターンは、直線
状でなく同心円状等の他の形状でも構わない。
On the other hand, the phase compensation film 39 can be produced by depositing SiO 2 on the glass substrate 38, for example. As the adhesive 37, a material having a refractive index substantially the same as that of the diffraction grating 35 is used. Further, the pattern of the diffraction grating 35 may be other shapes such as a concentric shape instead of a straight shape.

【0030】図2、図3及び図4に示した開口制限素子
15、25及び31それぞれの波長635nm、785
nmの光に対する実効的な開口数は、対物レンズ16の
焦点距離をfとすると、それぞれa/f、b/fで与え
られる。例えばf=3[mm]、a=1.56[m
m]、b=1.35[mm]とすると、a/f=0.5
2、b/f=0.45となる。従って、波長635nm
と開口数0.52の組合せでディジタルビデオディスク
を再生し、波長785nmと開口数0.45の組合せで
追記型を含むコンパクトディスクを再生することが可能
である。本発明はさらに、再生専用型や追記型のみなら
ず、書換型の相変化ディスクや光磁気ディスクにも適用
できる。また、開口制限素子15、25及び31は、対
物レンズ16と一体化することも可能である。
The wavelengths 635 nm and 785 of the aperture limiting elements 15, 25 and 31 shown in FIGS. 2, 3 and 4, respectively.
The effective numerical aperture for light of nm is given by a / f and b / f, respectively, where f is the focal length of the objective lens 16. For example, f = 3 [mm], a = 1.56 [m
m] and b = 1.35 [mm], a / f = 0.5
2, b / f = 0.45. Therefore, the wavelength is 635 nm
It is possible to reproduce a digital video disc with a combination of a numerical aperture of 0.52 and a numerical aperture of 0.52, and to reproduce a compact disc including a write-once type with a combination of a wavelength of 785 nm and a numerical aperture of 0.45. The present invention can be applied not only to the read-only type and the write-once type but also to the rewritable type phase change disk and the magneto-optical disk. The aperture limiting elements 15, 25 and 31 can also be integrated with the objective lens 16.

【0031】次に、本発明の光ヘッド装置の実施の形態
に用いる波長フィルタの構成について説明する。図5は
波長フィルタの各例の構成図を示す。図5(a)に示す
波長フィルタ13は、二つのガラスのブロック41及び
42を誘電体多層膜43を介して貼り合わせたものであ
る。図5(a)に示すように、波長635nmの入射光
44は、誘電体多層膜43に入射角45度で入射し、ほ
ぼ完全に透過して直進する。一方、波長785nmの入
射光45は、誘電体多層膜43に入射角45度で入射
し、ほぼ完全に反射されて進行方向が90度曲げられ
る。
Next, the structure of the wavelength filter used in the embodiment of the optical head device of the present invention will be described. FIG. 5 shows a configuration diagram of each example of the wavelength filter. The wavelength filter 13 shown in FIG. 5A is formed by bonding two glass blocks 41 and 42 via a dielectric multilayer film 43. As shown in FIG. 5A, the incident light 44 having a wavelength of 635 nm is incident on the dielectric multilayer film 43 at an incident angle of 45 degrees, is almost completely transmitted, and travels straight. On the other hand, the incident light 45 having a wavelength of 785 nm enters the dielectric multilayer film 43 at an incident angle of 45 degrees, is almost completely reflected, and the traveling direction is bent by 90 degrees.

【0032】図5(b)に示す波長フィルタ47は、三
つのガラスのブロック48、49及び50のうちブロッ
ク48及び49を誘電体多層膜51を介して貼り合わ
せ、かつ、ブロック49及び50を誘電体多層膜52を
介して貼り合わせたものである。図5(b)に示すよう
に、波長635nmの入射光44は、ブロック50を介
して誘電体多層膜52に入射角22.5度で入射し、ほ
ぼ完全に透過してブロック49を介して直進する。一
方、波長785nmの入射光45は、図5(b)に示す
ように、ブロック49を介して誘電体多層膜51に入射
角22.5度で入射し、ここでほぼ完全に反射された
後、誘電体多層膜52に入射角22.5度で入射し、こ
こでもほぼ完全に反射されることにより、進行方向が9
0度曲げられてブロック49を介して出射する。一般
に、波長フィルタは誘電体多層膜への入射角が小さいほ
ど設計が容易である。
In the wavelength filter 47 shown in FIG. 5B, blocks 48 and 49 of the three glass blocks 48, 49 and 50 are bonded together via a dielectric multilayer film 51, and the blocks 49 and 50 are combined. The dielectric multilayer film 52 is used for bonding. As shown in FIG. 5B, the incident light 44 having a wavelength of 635 nm is incident on the dielectric multilayer film 52 through the block 50 at an incident angle of 22.5 degrees, is almost completely transmitted, and is transmitted through the block 49. Go straight. On the other hand, as shown in FIG. 5B, the incident light 45 having a wavelength of 785 nm enters the dielectric multilayer film 51 through the block 49 at an incident angle of 22.5 degrees, and after being reflected almost completely here. , Is incident on the dielectric multilayer film 52 at an incident angle of 22.5 degrees, and is reflected almost completely also here, the traveling direction is 9
It is bent at 0 ° and emitted through the block 49. Generally, the wavelength filter is easier to design as the incident angle to the dielectric multilayer film is smaller.

【0033】図5(a)、(b)に示す波長フィルタ1
3、47で用いられる誘電体多層膜43、51及び52
は、波長635nmの入射光44をほぼ完全に透過さ
せ、波長785nmの入射光45をほぼ完全に反射させ
るように設計されているが、波長785nmの光をほぼ
完全に透過させ、波長635nmの光をほぼ完全に反射
させるように設計することも可能である。この場合は、
図1のモジュール11内の半導体レーザの波長を785
nm、モジュール12内の半導体レーザの波長を635
nmにそれぞれ変更すればよい。
The wavelength filter 1 shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
Dielectric multilayer films 43, 51 and 52 used in 3, 47
Is designed to almost completely transmit the incident light 44 having a wavelength of 635 nm and almost completely reflect the incident light 45 having a wavelength of 785 nm. However, it transmits almost completely the light having a wavelength of 785 nm and transmits the light having a wavelength of 635 nm. Can also be designed to reflect almost completely. in this case,
The wavelength of the semiconductor laser in the module 11 of FIG.
nm, the wavelength of the semiconductor laser in the module 12 is 635
nm may be changed respectively.

【0034】また、半導体レーザからの出射光の偏光方
向とディスクからの反射光の偏光方向が同じ場合は、波
長フィルタの代わりに偏光ビームスプリッタを用いるこ
とも可能である。例えば、波長635nm、785nm
の光を偏光ビームスプリッタにそれぞれP偏光、S偏光
として入射させることにより、前者はほぼ完全に透過
し、後者はほぼ完全に反射される。
If the polarization direction of the light emitted from the semiconductor laser and the polarization direction of the reflected light from the disk are the same, a polarization beam splitter can be used instead of the wavelength filter. For example, wavelengths of 635 nm and 785 nm
By making the light of (1) enter the polarization beam splitter as P-polarized light and S-polarized light, respectively, the former is almost completely transmitted and the latter is almost completely reflected.

【0035】次に、本発明の光ヘッド装置を再生専用型
のディスクの光ヘッド装置に適用した場合のモジュール
について説明する。図6はこの場合のモジュールの一例
の構成図を示す。同図に示すように、このモジュール
は、半導体レーザ54及び光検出器55を収納したパッ
ケージ56と、半導体レーザ54の出射レーザ光の光路
中にあるパッケージ56の窓部に、スペーサ59を挟ん
で設けられた回折格子57及びホログラム光学素子58
とから構成される。回折格子57及びホログラム光学素
子58は、ガラス基板上にSiO2でパターンが形成さ
れた構造であり、入射光の一部を透過、一部を回折させ
る働きをする。
Next, a module when the optical head device of the present invention is applied to an optical head device for a read-only type disk will be described. FIG. 6 shows a block diagram of an example of the module in this case. As shown in the figure, in this module, a spacer 59 is sandwiched between a package 56 accommodating a semiconductor laser 54 and a photodetector 55 and a window portion of the package 56 in the optical path of laser light emitted from the semiconductor laser 54. Diffraction grating 57 and hologram optical element 58 provided
It is composed of The diffraction grating 57 and the hologram optical element 58 have a structure in which a pattern is formed of SiO 2 on a glass substrate, and have a function of transmitting a part of incident light and diffracting a part thereof.

【0036】次に、このモジュールの動作について説明
するに、半導体レーザ54からの出射レーザ光は、直進
して回折格子57で透過光と±1次回折光の三つの光に
分けられ、それぞれホログラム光学素子58を約50%
が透過して図示しないディスクに向かう。ディスクで反
射された三つの光は、それぞれホログラム光学素子58
に入射してここで±1次回折光として約40%が回折さ
れ、回折格子57を透過して光検出器55で受光され
る。
Next, the operation of this module will be described. The laser light emitted from the semiconductor laser 54 travels straight and is divided by the diffraction grating 57 into three lights, that is, the transmitted light and the ± first-order diffracted light. About 50% of element 58
Permeate through to the disc (not shown). The three lights reflected by the disc are respectively holographic optical elements 58.
Is incident on the photodetector 55 and is then diffracted by about 40% as ± first-order diffracted light, transmitted through the diffraction grating 57 and received by the photodetector 55.

【0037】図7は図6のモジュールにおける半導体レ
ーザ54の光検出器55への実装形態の各例を示す。図
7(a)はガラスのミラーを用いた場合である。半導体
レーザ54は、光検出器55上にヒートシンク61を介
して設置されている。半導体レーザ54から側方に出射
された光は、ガラスのミラー62の傾斜面で反射されて
図の上方に向かう。
FIG. 7 shows each example of the mounting form of the semiconductor laser 54 on the photodetector 55 in the module of FIG. FIG. 7A shows the case where a glass mirror is used. The semiconductor laser 54 is installed on the photodetector 55 via a heat sink 61. The light emitted laterally from the semiconductor laser 54 is reflected by the inclined surface of the glass mirror 62 and travels upward in the drawing.

【0038】また、図7(b)は光検出器55にエッチ
ングで形成されたミラーを用いた場合である。光検出器
55は上部に凹部63と傾斜面のミラー64がエッチン
グで形成され、半導体レーザ54が光検出器55にエッ
チングで形成された凹部63に設置されている。これに
より、半導体レーザ54から側方に出射された光は、光
検出器55にエッチングで形成されたミラー64で反射
されて図の上方に向かう。
Further, FIG. 7B shows the case where a mirror formed by etching is used for the photodetector 55. The photodetector 55 has a concave portion 63 and a mirror 64 with an inclined surface formed by etching in the upper portion, and the semiconductor laser 54 is installed in the concave portion 63 formed by etching in the photodetector 55. As a result, the light emitted laterally from the semiconductor laser 54 is reflected by the mirror 64 formed by etching in the photodetector 55 and travels upward in the drawing.

【0039】図8(a)は図6のモジュール中の回折格
子57の干渉縞のパターン、図8(b)は図6のモジュ
ール中のホログラム光学素子58の干渉縞のパターンを
それぞれ示す。回折格子57は中心付近の領域66にの
みパターンを有する。半導体レーザ54からの出射光は
領域66の内部を通り、ディスクからの反射光は領域6
6の外部を通る。
FIG. 8A shows an interference fringe pattern of the diffraction grating 57 in the module of FIG. 6, and FIG. 8B shows an interference fringe pattern of the hologram optical element 58 in the module of FIG. The diffraction grating 57 has a pattern only in a region 66 near the center. The light emitted from the semiconductor laser 54 passes through the inside of the area 66, and the light reflected from the disk is emitted in the area 6.
Pass outside 6.

【0040】また、ホログラム光学素子58は図8
(b)に示すように、オフアクシスの同心円状のパター
ンを有し、+1次回折光に対しては凸レンズ、−1次回
折光に対しては凹レンズとしての働きをする。
The hologram optical element 58 is shown in FIG.
As shown in (b), it has an off-axis concentric circular pattern, and functions as a convex lens for + 1st-order diffracted light and as a concave lens for -1st-order diffracted light.

【0041】図9は図6のモジュール中の光検出器55
の受光部のパターンと、受光部上の光スポットの配置の
一例を示す。図9において、光検出器55の中央やや下
の位置に半導体レーザ54が設けられ、かつ、半導体レ
ーザ54の出射光を反射するためのミラー70が設けら
れている。また、ミラー70の設置位置を挟んで図中、
左側に受光部71、72及び73が、また右側に受光部
74、75及び76がそれぞれ配置されている。更に、
受光部71、74の図中上側にそれぞれ受光部77、7
8が設けられ、受光部73、76の図中下側にそれぞれ
受光部79、80が設けられている。 受光部71、7
2及び73全体の受光面積と、受光部74、75及び7
6全体の受光面積とは同一で、受光部77、78、79
及び80の各受光面積とほぼ同一である。
FIG. 9 shows the photodetector 55 in the module of FIG.
An example of the pattern of the light receiving part and the arrangement of the light spots on the light receiving part are shown. In FIG. 9, a semiconductor laser 54 is provided at a position slightly below the center of the photodetector 55, and a mirror 70 for reflecting the emitted light of the semiconductor laser 54 is provided. Further, in the figure with the installation position of the mirror 70 sandwiched,
Light receiving portions 71, 72 and 73 are arranged on the left side, and light receiving portions 74, 75 and 76 are arranged on the right side. Furthermore,
On the upper side of the light receiving units 71 and 74 in the drawing, the light receiving units 77 and 7
8 are provided, and light receiving portions 79 and 80 are provided on the lower side of the light receiving portions 73 and 76 in the figure, respectively. Light receiving parts 71, 7
2 and 73 total light receiving area and light receiving portions 74, 75 and 7
The light receiving area of the entire 6 is the same, and the light receiving portions 77, 78, 79
And 80 are almost the same as the light receiving areas.

【0042】図6に示した回折格子57の往路の透過光
のうち、復路のホログラム光学素子58の+1次回折光
は、図9に示す3分割された受光部71〜73上に光ス
ポット81を形成し、復路のホログラム光学素子58の
−1次回折光は、3分割された受光部74〜76上に光
スポット82を形成する。また、回折格子57の往路の
+1次回折光のうち、復路のホログラム光学素子58の
±1次回折光は、それぞれ受光部77、78上に光スポ
ット83、84を形成し、回折格子57の往路の−1次
回折光のうち、復路のホログラム光学素子58の±1次
回折光は、それぞれ受光部79、80上に光スポット8
5、86を形成する。
Of the transmitted light on the outward path of the diffraction grating 57 shown in FIG. 6, the + 1st order diffracted light of the hologram optical element 58 on the return path forms a light spot 81 on the three-divided light receiving portions 71 to 73 shown in FIG. The -1st-order diffracted light of the hologram optical element 58 formed on the return path forms a light spot 82 on the three-divided light receiving portions 74 to 76. Of the + 1st order diffracted light on the outward path of the diffraction grating 57, the ± 1st order diffracted light on the backward path of the hologram optical element 58 forms light spots 83 and 84 on the light receiving portions 77 and 78, respectively. Of the −1st order diffracted light, the ± 1st order diffracted light of the hologram optical element 58 on the return path is reflected by the light spot 8 on the light receiving portions 79 and 80, respectively.
5, 86 are formed.

【0043】受光部71〜73、77、79は集光点の
後方に位置しており、受光部74〜76、78、80は
集光点の前方に位置している。受光部71〜80により
それぞれ光電変換して得られた電気信号のレベルをそれ
ぞれV71〜V80で表わすと、フォーカス誤差信号は
公知のスポットサイズ法により、{(V71+V73+
V75)−(V72+V74+V76)}の演算から得
られ、トラック誤差信号は公知の3ビーム法により、
{(V77+V78)−(V79+V80)}の演算か
ら得られる。また、ディスクの再生信号は、(V71+
V72+V73+V74+V75+V76)の演算から
得られる。
The light receiving parts 71 to 73, 77 and 79 are located behind the converging point, and the light receiving parts 74 to 76, 78 and 80 are located in front of the converging point. When the levels of the electric signals obtained by photoelectric conversion by the light receiving units 71 to 80 are represented by V71 to V80, the focus error signal is {(V71 + V73 +) by the known spot size method.
V75)-(V72 + V74 + V76)}, and the track error signal is obtained by the known 3-beam method.
It is obtained from the calculation of {(V77 + V78)-(V79 + V80)}. The reproduction signal of the disc is (V71 +
V72 + V73 + V74 + V75 + V76).

【0044】次に、本発明の光ヘッド装置を追記型のデ
ィスク又は書換型の相変化ディスクの光ヘッド装置に適
用した場合のモジュールについて説明する。図10はこ
の場合のモジュールの一例の構成図を示す。同図に示す
ように、このモジュールは、半導体レーザ90、光検出
器91を収納したパッケージ92と、半導体レーザ90
の出射レーザ光の光路中にあるパッケージ92の窓部に
設けられた偏光性ホログラム光学素子93と1/4波長
板94から構成される。
Next, a module when the optical head device of the present invention is applied to an optical head device of a write-once disc or a rewritable phase change disc will be described. FIG. 10 shows a block diagram of an example of the module in this case. As shown in the figure, this module includes a semiconductor laser 90, a package 92 accommodating a photodetector 91, and a semiconductor laser 90.
The polarizing hologram optical element 93 and the quarter-wave plate 94 provided in the window portion of the package 92 in the optical path of the emitted laser light.

【0045】偏光性ホログラム光学素子93は、図11
に示すように、複屈折性を有するニオブ酸リチウム基板
96上にプロトン交換領域97と位相補償膜98でパタ
ーンが形成された構造であり、入射光のうち常光はすべ
て透過させ、異常光はすべて回折させる働きをする。
The polarizing hologram optical element 93 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a pattern is formed on the lithium niobate substrate 96 having birefringence by the proton exchange region 97 and the phase compensation film 98, and all the ordinary light of the incident light is transmitted and all the extraordinary light is transmitted. It works to diffract.

【0046】次に、図10のモジュールの動作について
説明するに、半導体レーザ90からの出射光は、偏光性
ホログラム光学素子93に常光として入射してすべて透
過し、1/4波長板94で直線偏光から円偏光に変換さ
れて図示しないディスクに向かう。ディスクからの反射
光は、1/4波長板94に入射して円偏光から直線偏光
に変換された後、偏光性ホログラム光学素子93に異常
光として入射し、±1次回折光として約80%が回折さ
れて光検出器91で受光される。半導体レーザ90の光
検出器91への実装形態は図7と同様である。
Next, the operation of the module shown in FIG. 10 will be described. The emitted light from the semiconductor laser 90 is incident on the polarizing hologram optical element 93 as ordinary light and is transmitted therethrough. The polarized light is converted into circularly polarized light and goes to a disk (not shown). The reflected light from the disc is incident on the quarter-wave plate 94 and converted from circularly polarized light to linearly polarized light, and then is incident on the polarizing hologram optical element 93 as extraordinary light. The light is diffracted and received by the photodetector 91. The mounting form of the semiconductor laser 90 on the photodetector 91 is similar to that shown in FIG.

【0047】図12は偏光性ホログラム光学素子93の
干渉縞のパターンを示す。同図に示すように、偏光性ホ
ログラム光学素子93は四つの領域101〜104に分
割された構成である。また、偏光性ホログラム光学素子
93の光学軸105は、半導体レーザ90からの出射光
の偏光方向と垂直な方向に設定されている。
FIG. 12 shows a pattern of interference fringes of the polarizing hologram optical element 93. As shown in the figure, the polarization hologram optical element 93 is divided into four regions 101 to 104. The optical axis 105 of the polarization hologram optical element 93 is set in the direction perpendicular to the polarization direction of the light emitted from the semiconductor laser 90.

【0048】図13は図10に示したモジュールの光検
出器91の受光部のパターンと受光部上の光スポットの
配置の一例を示す。図13において、光検出器91の中
央やや下の位置に半導体レーザ90が設けられ、かつ、
半導体レーザ90の出射光を反射するためのミラー10
7が設けられている。また、ミラー107の設置位置を
挟んで図中、左側に2分割された受光部109及び11
0が、また右側に2分割された受光部111及び112
がそれぞれ配置されている。更に、受光部109、11
1の図中上側にそれぞれ受光部113、114が設けら
れ、受光部110、112の図中下側にそれぞれ受光部
115、116が設けられている。
FIG. 13 shows an example of the pattern of the light receiving part of the photodetector 91 of the module shown in FIG. 10 and the arrangement of the light spots on the light receiving part. In FIG. 13, the semiconductor laser 90 is provided at a position slightly below the center of the photodetector 91, and
Mirror 10 for reflecting emitted light of semiconductor laser 90
7 are provided. Further, in the figure, the light receiving portions 109 and 11 divided into two parts on the left side of the installation position of the mirror 107.
0 is also divided into two light receiving portions 111 and 112 on the right side.
Are arranged respectively. Further, the light receiving units 109 and 11
1, the light receiving portions 113 and 114 are provided on the upper side in the drawing, and the light receiving portions 115 and 116 are provided on the lower side in the drawing of the light receiving portions 110 and 112, respectively.

【0049】図10及び図12に示した偏光性ホログラ
ム光学素子93の領域101からの+1次回折光は、図
13に示すように2分割された受光部109、110の
分割線上に光スポット118を形成し、領域101から
の−1次回折光は受光部116上に光スポット122を
形成する。偏光性ホログラム光学素子93の図12の領
域102からの+1次回折光は、図13に示すように2
分割された受光部111、112の分割線上に光スポッ
ト119を形成し、領域102からの−1次回折光は受
光部115上に光スポット123を形成する。
The + 1st order diffracted light from the region 101 of the polarization hologram optical element 93 shown in FIGS. 10 and 12 forms a light spot 118 on the dividing line of the two light receiving portions 109 and 110 as shown in FIG. The −1st order diffracted light from the region 101 forms a light spot 122 on the light receiving portion 116. The + 1st-order diffracted light from the region 102 in FIG. 12 of the polarizing hologram optical element 93 is 2 as shown in FIG.
A light spot 119 is formed on the dividing line of the divided light receiving portions 111 and 112, and the −1st order diffracted light from the region 102 forms a light spot 123 on the light receiving portion 115.

【0050】また、偏光性ホログラム光学素子93の図
12に示した領域103からの±1次回折光は、図13
に示すように、それぞれ受光部113、116上に光ス
ポット120、124を形成し、図12に示した領域1
04からの±1次回折光は、図13に示すように、それ
ぞれ受光部114、115上に光スポット121、12
5を形成する。
The ± 1st-order diffracted light from the region 103 of the polarizing hologram optical element 93 shown in FIG.
12, light spots 120 and 124 are formed on the light receiving portions 113 and 116, respectively, and the area 1 shown in FIG.
The ± 1st-order diffracted lights from 04 are light spots 121 and 12 on the light receiving portions 114 and 115, respectively, as shown in FIG.
5 is formed.

【0051】これらのすべての受光部109〜116に
より光電変換されて得られた電気信号のレベルをそれぞ
れV109〜V116で表わすと、フォーカス誤差信号
は公知のフーコー法により、{(V109+V112)
−(V110+V111)}の演算から得られ、トラッ
ク誤差信号は公知のプッシュプル法により、(V113
−V114)の演算から得られる。また、ディスクの再
生信号は、(V115+V116)の演算から得られ
る。
When the levels of the electric signals obtained by photoelectric conversion by all the light receiving sections 109 to 116 are represented by V109 to V116, the focus error signal is {(V109 + V112) by the known Foucault method.
The track error signal obtained from the calculation of − (V110 + V111)} is (V113
It is obtained from the calculation of −V114). The reproduction signal of the disc is obtained from the calculation of (V115 + V116).

【0052】次に、本発明の光ヘッド装置を書換型の光
磁気ディスクの光ヘッド装置に適用した場合のモジュー
ルについて説明する。図14はこの場合のモジュールの
一例の構成図を示す。同図に示すように、このモジュー
ルは、半導体レーザ126、光検出器127、マイクロ
プリズム128及び129を収納したパッケージ130
と、半導体レーザ126の出射レーザ光の光路中にある
パッケージ130の窓部にスペーサ133を挟んで設け
られた偏光性回折格子131、ホログラム光学素子13
2から構成されている。偏光性回折格子131は、図1
1に示した偏光性ホログラム光学素子93と同様の構造
であり、入射光のうち常光は一部を透過、一部を回折さ
せ、異常光はすべて回折させる働きをする。
Next, a module when the optical head device of the present invention is applied to an optical head device of a rewritable magneto-optical disk will be described. FIG. 14 shows a block diagram of an example of the module in this case. As shown in the figure, this module includes a package 130 containing a semiconductor laser 126, a photodetector 127, and microprisms 128 and 129.
And the polarizing diffraction grating 131 and the hologram optical element 13 provided on the window of the package 130 in the optical path of the laser light emitted from the semiconductor laser 126 with the spacer 133 interposed therebetween.
It consists of two. The polarizing diffraction grating 131 is shown in FIG.
It has a structure similar to that of the polarizing hologram optical element 93 shown in FIG. 1, and functions to pass a part of the ordinary light of the incident light, diffract a part of the incident light, and diffract all of the extraordinary light.

【0053】次に、図14のモジュールの動作について
説明する。図14において、半導体レーザ126からの
出射レーザ光は、ホログラム光学素子132を約80%
が透過し、偏光性回折格子131に常光として入射し、
約90%が透過して図示しないディスクに向かう。一
方、ディスクからの反射光のうち、常光成分の約8%と
異常光成分の約80%は偏光性回折格子131で±1次
回折光として回折され、そのうち+1次回折光はマイク
ロプリズム128を介して、−1次回折光はマイクロプ
リズム129を介して光検出器127で受光される。ま
た、常光成分の約90%は偏光性回折格子131を透過
してホログラム光学素子132に入射し、±1次回折光
として約16%が回折されて光検出器127で受光され
る。半導体レーザ126の光検出器127への実装形態
は図7と同様である。
Next, the operation of the module shown in FIG. 14 will be described. In FIG. 14, the laser light emitted from the semiconductor laser 126 passes through the hologram optical element 132 by about 80%.
Is transmitted and enters the polarizing diffraction grating 131 as ordinary light,
About 90% of the light is transmitted to the disc (not shown). On the other hand, of the reflected light from the disc, about 8% of the ordinary light component and about 80% of the extraordinary light component are diffracted by the polarizing diffraction grating 131 as ± first-order diffracted light, of which the + 1st-order diffracted light passes through the micro prism 128. The −1st-order diffracted light is received by the photodetector 127 via the microprism 129. Further, about 90% of the ordinary light component passes through the polarization diffraction grating 131 and enters the hologram optical element 132, and about 16% of ± first-order diffracted light is diffracted and received by the photodetector 127. The mounting form of the semiconductor laser 126 on the photodetector 127 is the same as in FIG.

【0054】図15(a)は図14のモジュール中の偏
光性回折格子131の干渉縞のパターン、図15(b)
は図14のモジュール中のホログラム光学素子132の
干渉縞のパターンをそれぞれ示す。偏光性回折格子13
1の光学軸135は、半導体レーザ126からの出射光
の偏光方向と垂直な方向に設定されている。また、ホロ
グラム光学素子132は図15(b)に示すように中心
付近にのみ、四つの領域136〜139に分割されたパ
ターンを有している。
FIG. 15A is a pattern of interference fringes of the polarization diffraction grating 131 in the module of FIG. 14, FIG. 15B.
Shows respective interference fringe patterns of the hologram optical element 132 in the module of FIG. Polarizing diffraction grating 13
The first optical axis 135 is set in the direction perpendicular to the polarization direction of the light emitted from the semiconductor laser 126. The hologram optical element 132 has a pattern divided into four regions 136 to 139 only near the center as shown in FIG. 15B.

【0055】ディスクからの反射光のうち、偏光性回折
格子131の透過光は領域136〜139の内部を通
り、偏光性回折格子131の±1次回折光は領城136
〜139の外部を通る。ホログラム光学素子132の領
域136、137はオフアクシスの同心円状のパターン
を有し、+1次回折光に対しては凸レンズ、−1次回折
光に対しては凹レンズとしての働きをする。
Of the reflected light from the disc, the transmitted light of the polarizing diffraction grating 131 passes through the inside of the regions 136 to 139, and the ± 1st order diffracted light of the polarizing diffraction grating 131 is the castle 136.
Pass through the exterior of ~ 139. The regions 136 and 137 of the hologram optical element 132 have an off-axis concentric circular pattern, and function as a convex lens for + 1st order diffracted light and a concave lens for −1st order diffracted light.

【0056】図16は図14のモジュール中のマイクロ
プリズム128の構成を示す。マイクロプリズム128
は、三つのガラスのブロック141、142及び143
のうち、ブロック141と142を誘電体多層膜145
を介して貼り合わせ、ブロック142と143を誘電体
多層膜146を介して貼り合わせたものである。
FIG. 16 shows the structure of the micro prism 128 in the module of FIG. Micro prism 128
Are three glass blocks 141, 142 and 143.
Blocks 141 and 142 of the dielectric multilayer film 145
The blocks 142 and 143 are bonded together via the dielectric multilayer film 146.

【0057】この構成のマイクロプリズム128によれ
ば、入射光147のP偏光成分はブロック142、誘電
体多層膜146及びブロック143をほぼ完全に透過し
て透過光148となる。一方、入射光147のS偏光成
分は誘電体多層膜146、145で二回ほぼ完全に反射
され、更にブロック142を透過して反射光149とな
る。マイクロプリズム129の構成も図16と同様であ
る。
According to the micro-prism 128 having this structure, the P-polarized component of the incident light 147 is almost completely transmitted through the block 142, the dielectric multilayer film 146 and the block 143 to become the transmitted light 148. On the other hand, the S-polarized component of the incident light 147 is almost completely reflected twice by the dielectric multilayer films 146 and 145, and further passes through the block 142 to become reflected light 149. The structure of the micro prism 129 is similar to that shown in FIG.

【0058】図17は図14に示したモジュール中の光
検出器127の受光部のパターンと、受光部上の光スポ
ットの配置の一例を示す。図17において、光検出器1
27の中央やや下の位置に半導体レーザ126が設けら
れ、かつ、半導体レーザ126の出射光を反射するため
のミラー150が設けられている。また、図中、左斜め
上に受光部151及び152が設けられ、右斜め下に受
光部153及び154が設けられている。
FIG. 17 shows an example of the pattern of the light receiving portion of the photodetector 127 in the module shown in FIG. 14 and the arrangement of the light spots on the light receiving portion. In FIG. 17, the photodetector 1
A semiconductor laser 126 is provided at a position slightly below the center of 27, and a mirror 150 for reflecting the emitted light of the semiconductor laser 126 is provided. Further, in the figure, light receiving portions 151 and 152 are provided on the upper left side and light receiving portions 153 and 154 are provided on the lower right side.

【0059】また、ミラー150の設置位置を挟んで図
中、左側に3分割された受光部155、156及び15
7が、また右側に3分割された受光部158、159及
び160がそれぞれ配置されている。更に、受光部15
5、158の図中上側にそれぞれ受光部161、162
が設けられ、受光部157、160の図中下側にそれぞ
れ受光部163、164が設けられている。
Further, in the figure, the light receiving parts 155, 156 and 15 divided into three parts on the left side of the installation position of the mirror 150.
7, and light receiving portions 158, 159 and 160 divided into three parts are arranged on the right side. Further, the light receiving unit 15
5, light receiving parts 161 and 162 are provided on the upper side of FIG.
Are provided, and the light receiving portions 163 and 164 are provided on the lower side of the light receiving portions 157 and 160 in the figure, respectively.

【0060】この光検出器127において、図14に示
した偏光性回折格子131からの+1次回折光は、マイ
クロプリズム128を検光子として図16に示したよう
に透過光と反射光に分離され、透過光は図17に示すよ
うに受光部151上に光スポット171を形成し、反射
光は受光部152上に光スポット172を形成する。ま
た、偏光性回折格子131からの−1次回折光は、マイ
クロプリズム129を検光子として透過光と反射光に分
離され、透過光は図17に示すように受光部153上に
光スポット173を形成し、反射光は受光部154上に
光スポット174を形成する。
In the photodetector 127, the + 1st order diffracted light from the polarizing diffraction grating 131 shown in FIG. 14 is separated into transmitted light and reflected light as shown in FIG. 16 using the microprism 128 as an analyzer. The transmitted light forms a light spot 171 on the light receiving portion 151 as shown in FIG. 17, and the reflected light forms a light spot 172 on the light receiving portion 152. The -1st-order diffracted light from the polarizing diffraction grating 131 is separated into transmitted light and reflected light by using the microprism 129 as an analyzer, and the transmitted light forms a light spot 173 on the light receiving portion 153 as shown in FIG. Then, the reflected light forms a light spot 174 on the light receiving portion 154.

【0061】一方、ホログラム光学素子132の図15
(b)に示した領域136、137からの+1次回折光
は、図17に示すように3分割された受光部155〜1
57上にそれぞれ光スポット175、176を形成し、
上記領域136、137からの−1次回折光は、3分割
された受光部158〜160上にそれぞれ光スポット1
77、178を形成する。受光部155〜157は集光
点の後方に位置しており、受光部158〜160は集光
点の前方に位置している。
On the other hand, the hologram optical element 132 shown in FIG.
The + 1st order diffracted light from the regions 136 and 137 shown in (b) is divided into three light receiving portions 155 to 1 as shown in FIG.
57 light spots 175 and 176 are formed on 57,
The −1st-order diffracted light from the regions 136 and 137 is formed into a light spot 1 on each of the three light receiving portions 158 to 160.
77 and 178 are formed. The light receiving units 155 to 157 are located behind the converging point, and the light receiving units 158 to 160 are located in front of the converging point.

【0062】また、ホログラム光学素子132の図15
(b)に示した領域138からの±1次回折光は、図1
7に示すように、それぞれ受光部161、164上に光
スポット179、181を形成する。更に、ホログラム
光学素子132の図15(b)に示した領域139から
の±1次回折光は、図17に示すように、それぞれ受光
部162、163上に光スポット180、182を形成
する。
The hologram optical element 132 shown in FIG.
The ± first-order diffracted light from the region 138 shown in FIG.
As shown in FIG. 7, light spots 179 and 181 are formed on the light receiving portions 161 and 164, respectively. Further, the ± first-order diffracted light from the region 139 shown in FIG. 15B of the hologram optical element 132 forms light spots 180 and 182 on the light receiving portions 162 and 163, respectively, as shown in FIG.

【0063】この光検出器127におけるすべての受光
部151〜164によりそれぞれ光電変換されて得られ
た電気信号のレベルをそれぞれV151〜V164で表
わすと、フォーカス誤差信号は公知のスポットサイズ法
により、{(V155+V157+V159)−(V1
56十V158+V160)}の演算から得られ、トラ
ック誤差信号は公知のプッシュプル法により、{(V1
61+V164)−(V162+V163)}の演算か
ら得られる。また、ディスクの再生信号は、{(V15
1+V153)−(V152+V154)}の演算から
得られる。
When the levels of the electric signals obtained by photoelectric conversion by all the light receiving sections 151 to 164 in the photodetector 127 are represented by V151 to V164, respectively, the focus error signal is represented by the known spot size method. (V155 + V157 + V159)-(V1
56 + V158 + V160)}, and the track error signal is {(V1
61 + V164)-(V162 + V163)}. Also, the reproduction signal of the disc is {(V15
1 + V153)-(V152 + V154)}.

【0064】なお、図1に示した本発明の光ヘッド装置
の実施の形態は、小型化のために半導体レーザと検出光
学系を内蔵した二個のモジュール11及び12を用いた
構成であるが、本発明はこれに限定されるものではな
く、半導体レーザと検出光学系を別々に設けた二組のブ
ロックを用いた構成も可能である。
The embodiment of the optical head device of the present invention shown in FIG. 1 has a configuration using two modules 11 and 12 each having a semiconductor laser and a detection optical system built therein for downsizing. However, the present invention is not limited to this, and a configuration using two sets of blocks in which a semiconductor laser and a detection optical system are separately provided is also possible.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1の光に対しては対物レンズの有効直径と対物レンズ
の焦点距離により定まる実効的な開口数で対物レンズを
使用でき、第2の光に対しては開口制限素子を透過する
光束断面の直径と対物レンズの焦点距離により定まる実
効的な開口数で対物レンズを使用できるようにしたた
め、二種類の光記録媒体の各々に対して最適な波長と対
物レンズの開口数を選択することができ、よって、ディ
ジタルビデオディスクと追記型を含むコンパクトディス
ク等の二種類の光記録媒体の両方を、それぞれ最適な波
長と対物レンズの開口数で再生することができる。
As described above, according to the present invention,
For the first light, the objective lens can be used with an effective numerical aperture determined by the effective diameter of the objective lens and the focal length of the objective lens, and for the second light, the cross section of the light flux passing through the aperture limiting element can be used. Since the objective lens can be used with an effective numerical aperture determined by the diameter and the focal length of the objective lens, the optimum wavelength and the numerical aperture of the objective lens can be selected for each of the two types of optical recording media. Therefore, both two types of optical recording media such as a digital video disc and a compact disc including a write-once type can be reproduced with the optimum wavelength and the numerical aperture of the objective lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光ヘッド装置の第1の実施の形態の構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of an optical head device of the present invention.

【図2】本発明の光ヘッド装置の第1の実施の形態に用
いる開口制限素子の平面図及び断面図である。
2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of an aperture limiting element used in the first embodiment of the optical head device of the present invention.

【図3】本発明の光ヘッド装置の第2の実施の形態に用
いる開口制限素子の平面図及び断面図である。
FIG. 3 is a plan view and a sectional view of an aperture limiting element used in a second embodiment of an optical head device of the present invention.

【図4】本発明の光ヘッド装置の第3の実施の形態に用
いる開口制限素子の平面図及び断面図である。
FIG. 4 is a plan view and a sectional view of an aperture limiting element used in a third embodiment of an optical head device of the present invention.

【図5】本発明の光ヘッド装置の実施の形態に用いる波
長フィルタの構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a wavelength filter used in the embodiment of the optical head device of the present invention.

【図6】図1の実施の形態を再生専用型のディスクに適
用した場合のモジュールの構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a module configuration when the embodiment of FIG. 1 is applied to a read-only disc.

【図7】図6のモジュールにおける半導体レーザの光検
出器への実装形態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a mounting form of a semiconductor laser on a photodetector in the module of FIG. 6;

【図8】図6のモジュールにおける回折格子およびホロ
グラム光学素子の干渉縞のパターンを示す図である。
8 is a diagram showing a pattern of interference fringes of a diffraction grating and a hologram optical element in the module of FIG.

【図9】図6のモジュールにおける、光検出器の受光部
のパターンと受光部上の光スポットの配置の一例を示す
図である。
9 is a diagram showing an example of a pattern of a light receiving portion of a photodetector and an arrangement of light spots on the light receiving portion in the module of FIG.

【図10】本発明の光ヘッド装置の実施の形態を追記型
のディスクまたは書換型の相変化ディスクに適用した場
合のモジュールの構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a module when the embodiment of the optical head device of the present invention is applied to a write-once disc or a rewritable phase change disc.

【図11】図10のモジュールにおける、偏光性ホログ
ラム光学素子の一例の構造を示す図である。
11 is a diagram showing a structure of an example of a polarizing hologram optical element in the module of FIG.

【図12】図10のモジュールにおける、偏光性ホログ
ラム光学素子の干渉縞のパターンを示す図である。
12 is a diagram showing a pattern of interference fringes of the polarization hologram optical element in the module of FIG.

【図13】図10のモジュールにおける、光検出器の受
光部のパターンと受光部上の光スポットの配置を示す図
である。
13 is a diagram showing a pattern of a light receiving portion of a photodetector and an arrangement of light spots on the light receiving portion in the module of FIG.

【図14】本発明の光ヘッド装置の実施の形態を書換型
の光磁気ディスクに適用した場合のモジュールの構成を
示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing the configuration of a module when the embodiment of the optical head device of the present invention is applied to a rewritable magneto-optical disk.

【図15】図14のモジュールにおける、偏光性回折格
子およびホログラム光学素子の干渉縞のパターンを示す
図である。
15 is a diagram showing a pattern of interference fringes of a polarizing diffraction grating and a hologram optical element in the module of FIG.

【図16】図14のモジュールにおける、マイクロプリ
ズムの構成を示す図である。
16 is a diagram showing a configuration of a micro prism in the module of FIG.

【図17】図14のモジュールにおける、光検出器の受
光部のパターンと受光部上の光スポットの配置を示す図
である。
17 is a diagram showing a pattern of a light receiving portion of the photodetector and an arrangement of light spots on the light receiving portion in the module of FIG.

【図18】従来の光ヘッド装置の一例の構成を示す図で
ある。
FIG. 18 is a diagram showing a configuration of an example of a conventional optical head device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12 モジュール 13、47 波長フィルタ 14 コリメータレンズ 15、25、31 開口制限素子 16 対物レンズ 17 ディスク 20、27、33 円形溝 21、28、34 基板 22、36 波長フィルタ膜 23、39、98 位相補償膜 29、35、57 回折格子 37 接着剤 38 ガラス基板 41、42、48〜50、141〜143 ブロック 43、51、52、145、146 誘電体多層膜 44、45、147 入射光 54、90、126 半導体レーザ 55、91、127 光検出器 56、92、130 パッケージ 58、132 ホログラム光学素子 59、133 スペーサ 61 ヒートシンク 62、64、70、107、150 ミラー 63 凹部 66、101〜104、136〜139 領域 71〜80、109〜116、151〜164 受光部 81〜86、118〜125、171〜182 光スポ
ット 93 偏光性ホログラム光学素子 94 1/4波長板 96 ニオブ酸リチウム基板 97 プロトン交換領域 105、135 光学軸 128、129 マイクロプリズム 131 偏光性回折格子 148 透過光 149 反射光
11, 12 Module 13, 47 Wavelength filter 14 Collimator lens 15, 25, 31 Aperture limiting element 16 Objective lens 17 Disk 20, 27, 33 Circular groove 21, 28, 34 Substrate 22, 36 Wavelength filter film 23, 39, 98 Phase Compensation film 29, 35, 57 Diffraction grating 37 Adhesive 38 Glass substrate 41, 42, 48-50, 141-143 Block 43, 51, 52, 145, 146 Dielectric multilayer film 44, 45, 147 Incident light 54, 90 , 126 semiconductor laser 55, 91, 127 photodetector 56, 92, 130 package 58, 132 hologram optical element 59, 133 spacer 61 heat sink 62, 64, 70, 107, 150 mirror 63 recess 66, 101-104, 136- 139 area 71-80, 109-116 151-164 Light receiving part 81-86, 118-125, 171-182 Light spot 93 Polarizing hologram optical element 94 1/4 wavelength plate 96 Lithium niobate substrate 97 Proton exchange area 105, 135 Optical axis 128, 129 Micro prism 131 Polarizing diffraction grating 148 Transmitted light 149 Reflected light

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の波長の第1の光を出射する第1の
光源と、 前記第1の波長とは異なる第2の波長の第2の光を出射
する第2の光源と、 前記第1の光源からの前記第1の光と前記第2の光源か
らの前記第2の光とを合波して光記録媒体に導く一方、
該光記録媒体からの反射光を分波する光合波・分波手段
と、 前記光合波・分波手段により合波された光を前記光記録
媒体に集光した後該光記録媒体上で反射させ、反射光は
透過させる対物レンズと、 前記光合波・分波手段と前記対物レンズとの間に設けら
れ、前記第1の波長の入射光はすべて透過させ、前記第
2の波長の入射光は光束断面の中心部分のみ透過させる
開口制限素子と、 前記光合波・分波手段により分波された前記第1の波長
の反射光を受光する第1の光検出光学系と、 前記光合波・分波手段により分波された前記第2の波長
の反射光を受光する第2の光検出光学系とを有すること
を特徴とする光ヘッド装置。
1. A first light source for emitting a first light of a first wavelength, a second light source for emitting a second light of a second wavelength different from the first wavelength, and While the first light from the first light source and the second light from the second light source are multiplexed and guided to the optical recording medium,
Optical multiplexing / demultiplexing means for demultiplexing reflected light from the optical recording medium, and light collected by the optical multiplexing / demultiplexing means is condensed on the optical recording medium and then reflected on the optical recording medium. The objective lens that transmits the reflected light and the optical multiplexing / demultiplexing unit and the objective lens are provided, and all the incident light of the first wavelength is transmitted, and the incident light of the second wavelength is transmitted. Is an aperture limiting element that transmits only the central portion of the beam cross section, a first photodetection optical system that receives the reflected light of the first wavelength that has been demultiplexed by the optical multiplexing / demultiplexing means, and the optical multiplexing / An optical head device comprising: a second photodetection optical system that receives the reflected light of the second wavelength that is demultiplexed by the demultiplexing means.
【請求項2】 前記開口制限素子は、基板上の前記対物
レンズの有効直径よりも小なる直径の円形領域の外側に
のみ設けられた波長フィルタ膜と、該波長フィルタ膜上
に設けられた位相補償膜とからなり、前記円形領域の外
側では前記第1の波長の第1の光はほぼ完全に透過さ
せ、前記第2の波長の第2の光はほぼ完全に反射させ、
前記円形領域内に入射した光は前記第1及び第2の光と
もに完全に透過させる構成であることを特徴とする請求
項1記載の光ヘッド装置。
2. The wavelength limiting film provided only outside a circular region having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens on the substrate, and the phase limiting element provided on the wavelength filtering film. A compensation film, the first light of the first wavelength is almost completely transmitted outside the circular region, and the second light of the second wavelength is almost completely reflected,
2. The optical head device according to claim 1, wherein the light incident on the circular area is configured to completely transmit both the first and second light.
【請求項3】 前記波長フィルタ膜は、厚さがd1で屈
折率がn1の高屈折率層と、厚さがd2で屈折率がn2
低屈折率層とが交互に奇数層堆積された構成で、かつ、
前記第2の波長をλとしたとき n1・d1=n2・d2=λ/4 なる式を満足する関係にある構成であることを特徴とす
る請求項2記載の光ヘッド装置。
3. The wavelength filter film comprises a high refractive index layer having a thickness of d 1 and a refractive index of n 1, and a low refractive index layer having a thickness of d 2 and a refractive index of n 2 which are alternately odd numbers. In a layered construction, and
3. The optical head device according to claim 2, wherein the optical head device has a relationship satisfying an equation of n 1 · d 1 = n 2 · d 2 = λ / 4, where λ is the second wavelength.
【請求項4】 前記開口制限素子は、前記対物レンズの
有効直径よりも小なる直径の円形領域の外側にのみ基板
上に形成された回折格子からなり、該回折格子は前記第
1の波長の第1の光は完全に透過させ、前記第2の波長
の第2の光は殆ど回折させ、前記円形領域内に入射した
光は前記第1及び第2の光ともに完全に透過させる構成
であることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド装置。
4. The aperture limiting element comprises a diffraction grating formed on a substrate only outside a circular region having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens, the diffraction grating having the first wavelength. The first light is completely transmitted, the second light of the second wavelength is almost diffracted, and the light incident on the circular region is completely transmitted by both the first and second light. The optical head device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記開口制限素子は、第1の基板上に回
折格子と波長フィルタ膜と、第2の基板上に位相補償膜
がそれぞれ前記対物レンズの有効直径よりも小なる直径
の円形領域の外側にのみ順次に積層形成され、前記第2
の基板と前記波長フィルタ膜との間は接着剤で充填さ
れ、前記円形領域の外側においては前記第1の波長の第
1の光は完全に透過させ、前記第2の波長の第2の光は
完全に反射回折させ、前記円形領域内に入射した光は前
記第1及び第2の光ともに完全に透過させる構成である
ことを特徴とする請求項1記載の光ヘッド装置。
5. The aperture limiting element comprises a diffraction grating and a wavelength filter film on a first substrate, and a phase compensation film on a second substrate, the circular region having a diameter smaller than an effective diameter of the objective lens. Is sequentially laminated only on the outer side of the second
Is filled with an adhesive between the substrate and the wavelength filter film, the first light of the first wavelength is completely transmitted outside the circular region, and the second light of the second wavelength is transmitted. 2. The optical head device according to claim 1, wherein the optical head device is configured to completely reflect and diffract light, and to completely transmit both the first and second light incident on the circular region.
【請求項6】 前記波長フィルタ膜は、厚さがd1で屈
折率がn1の高屈折率層と、厚さがd2で屈折率がn2
低屈折率層とが交互に前記回折格子上に奇数層堆積され
た構成で、かつ、前記第2の波長をλとしたとき n1・d1=n2・d2=λ/4 なる式を満足する関係にある構成であることを特徴とす
る請求項5記載の光ヘッド装置。
6. The wavelength filter film comprises a high refractive index layer having a thickness of d 1 and a refractive index of n 1, and a low refractive index layer having a thickness of d 2 and a refractive index of n 2 alternately. It is a structure in which an odd number of layers are deposited on the diffraction grating, and has a relationship satisfying the following equation, where n 1 · d 1 = n 2 · d 2 = λ / 4, where λ is the second wavelength. The optical head device according to claim 5, wherein:
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